2014年7月，参与录制湖南卫视生活类角色互换节目《变形计》第九季之《此间少年》。8月24日，主演描述90后青春与幻想的奇遇短片《梦游记》 。与此同时，还参演了由万合天宜出品的情景喜剧《学姐知道》。9月，与哥哥李明霖合作推出歌曲《好男娃》。

2015年7月16日，参演的魔幻网络剧《男神执事团》上线，李宏毅在剧中化身为拥有“与自然对话”能力的执事索隆；还为该剧献唱主题曲《不可触摸的恋人》。

2016年1月15日，主演的美食治愈网络剧《喵喵喵喵喵喵喵》在芒果TV上线，在剧中李宏毅饰演麦熙，是喵星球上唯一的人类，更是喵餐厅的主厨 。4月22日，主演的青春电影《谁的青春不迷茫》在中国上映，在片中李宏毅饰演富有深情魅力的高冷学霸“黄韬”，并为该片与白敬亭、丁冠森和赵文龙献唱主题曲《青茫》，而该片是李宏毅个人电影处女作；此外，该片上映仅三天，票房破亿。之后，参与录制了深圳卫视全明星代际互动综艺节目《年代秀》。6月10日，参与录制的明星游戏类综艺节目《大牌对王牌》在爱奇艺上线。7月21日，参与录制的全明星美食竞技生活秀《谁是你的菜II》在安徽卫视播出，李宏毅与胡可竞技厨艺。之后，在由张健执导、张若昀等联袂主演的古装传奇历史剧《霍去病》中，李宏毅饰演忠将之后赵破奴，一心为被诬陷的赵家军正名，并追随霍去病，大破匈奴。

2017年1月9日，主演的校园青春网剧《恶魔少爷别吻我》在腾讯视频上线，在剧中饰演男主角韩七录，与安初夏斗智斗勇中，彼此渐生情愫；该剧播出两个月，就已获得近十亿的点击量。3月8日，《恶魔少爷别吻我第二季》上线，李宏毅继续诠释韩七录，并为该剧献唱主题曲《恶魔的爱》和片尾曲《独特》。与此同时，还以固定嘉宾的身份参与录制了明星互动综艺节目《我想见到你》。4月25日，在2016最具粉丝影响力明星颁奖盛典中，李宏毅获得年度粉丝人气艺人奖。12月3日，出席腾讯视频星光大赏，并获得“年度潜力电视男演员”奖项。

2018年6月18日，主演的都市奇幻言情剧《来自海洋的你》在腾讯视频播出，李宏毅在剧中饰演觅宝少年池陆。之后，主演根据蜀客《穿越之天雷一部》改编的古装言情剧《天雷一部之春花秋月》。7月25日，主演的漫改轻科幻爱情喜剧《限定24小时》在腾讯视频播出，李宏毅所饰演的黎昕从小是模范生，却不顾家人反对做了电竞选手。

2019年5月30日，民国奇幻言情剧《青囊传》在优酷上线，李宏毅在剧中饰演的男主角木星尘，是个世代研究医术的神木族少年。8月，主演都市职场励志剧《这世界很酷》。10月，主演都市言情剧《时间倒数遇见你》，并在剧中饰演宏宇集团接班人的焦阳。